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Lors
de la mission STS97, les astronautes à bord du Shuttle ont
pu observer et photographier cette aurore (ci-dessus) après
l'amarrage à l'ISS, le 11 décembre 2000. A ce moment
précis, la station était au-dessus de Terre-Neuve
par 49,7°N et 51,6°W et à 362 km d'altitude. Cette
image, prise vers le Nord (étoile polaire visible), montre 2
phénomènes optiques: l'aurore et une électroluminescence
de la couche d'air.
L'électroluminescence est visible dans une mince bande verte
au-dessus de l'horizon, provoquée par une radiation émise
dans les couches atmosphériques situées entre 30
et 100 km d'altitude. Elle est située à la longueur
d'onde de 557,7 nm (5577 Å) et causée par l'excitation des atomes d'oxygène. La lumière
se produit lorsque l'atome retourne à son état naturel d'excitation.
C'est le passage d'un électron d'une orbite périphérique
vers une orbite inférieure, qui entraîne la libération
d'un photon.
L'électroluminescence est
toujours présente partout dans l'atmosphère. Elle
est le résultat de la recombinaison des molécules
qui ont été brisées par le rayonnement solaire
durant la journée.
Le phénomène
est si ténu qu'il ne peut être observé que
par la tranche, comme l'observent les astronautes en regardant
l'horizon. L'astronaute Tom Jones décrit le phénomène
comme il l'a perçu à l'adresse: http://neurolab.jsc.nasa.gov/jones.htm
L'officier chargé des
sciences, l'astronaute Don Pettit de l'Expédition Six, a
photographié la Terre à partir du hublot du labo Destiny situé à
bord de l'ISS. C'est lors de ces
prises de vue qu'il saisi cette magnifique aurore polaire, ci-dessous.
"Cela serpentait comme une gigantesque amibe à travers le
ciel." déclara-t-il. Parfois il y avait une fine couche de rouge
au-dessus du vert. Ces lumières changent constamment. Cela virevolte,
tourbillonne, va et vient. Des
taches vertes se transforment en rayons dirigés vers le haut, complétés par
des structures duveteuses rouges.
Bien avant d'être dans
la Station Spatiale Internationale, Pettit était déjà un
observateur assidu des aurores. Il est allé en photographier en
Alaska et au Canada. Selon lui, au sol c'est magnifique, mais dans
l'espace c'est encore plus beau.
Aurore polaire au-dessus de
l'Alaska avec le cratère de Manicouagan au premier
plan (180 km de diamètre). Les nuages
couvrant la surface de la Terre sont éclairés par la Lune. Les
aurores sont causées par les électrons et les protons venant de
l'espace, qui tombent sur l'atmosphère terrestre. Le vent solaire, à
travers un jeu subtil et fascinant avec le magnétique terrestre, est
la source d'énergie qui dévie les particules vers notre planète.
Lorsqu'ils chauffent le sommet de l'atmosphère, ils excitent les
atomes et molécules qui la composent, provoquant
l'électroluminescence. Le rouge et le vert vient des atomes
d'oxygène et le bleu des atomes d'azote. Ces couleurs se produisent
entre 80 et 500 km d'altitude. L'orbite de l'ISS est à 400 km et de
ce fait peut traverser ces aurores. Cependant, les astronautes ne
risquent rien. Les particules causant les aurores polaires sont bien
moins énergétiques que les rayons cosmiques en provenance de
l'espace.
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